Operaciones térmicas
Leche
Modelling and predictive control of milk pasteurization in a plate heat exchanger
Modelado y control predictivo de la pasteurización de leche en un intercambiador de calor de placas
La pasteurización de alta temperatura y tiempo corto (high temperature short time pasteurization, HTST) es el tratamiento más comúnmente utilizado en procesos continuos. La combinación tiempo-temperatura varía de acuerdo a la calidad de la leche cruda, el tipo de producto tratado y los requerimientos del país.
Este estudio se enfoca en el posible uso de un control de modelo predictivo (MPC) en una planta de pasteurización, resaltando los beneficios resultantes con respecto al método de control clásico – proporcional integral derivativo (PID). Sin embargo, el MPC requiere de un modelo de planta, y para ello se desarrolló y validó un modelo de primeros principios físicos del pasteurizador, utilizando datos recogidos in situ en una unidad de producción en Drogheda (Irlanda). Así, se diseñó un controlador PFC usando este modelo. Se presentan los resultados de la simulación y se comparan con aquellos obtenidos con el controlador PID en operación.
Este documento fue preparado por M.T. Khadir y J.V. Ringwood (School of Electronic Engineering, National University of Ireland, Maynooth, condado Kildare, Irlanda), Jacques Richalet (ADERSA, Palaiseau, Francia) y Barry O’Connor (Food Engineering Department, University College Cork, Cork, Irlanda) para la "FOODSIM 2000 Conference" (26-27 de junio de 2000, Nantes, Francia). Se encuentra alojado en el portal de NUI Maynooth ePrints and eTheses Archive, repositorio digital que almacena la producción académica de esta institución irlandesa.
Linear and non-linear model predictive control design for a milk pasteurization plant
Diseño de un modelo de control predictivo lineal y no lineal para una planta de pasteurización de leche
Los modelos de control predictivo han sido usados en cerca de 2000 aplicaciones en las industrias de refinación, petroquímica, química, de pulpa y papel, y de procesamiento de alimentos.
Esta investigación consiste en el diseño de controladores predictivos de modelos lineares y no lineares (MPCs) para mejorar el control de la temperatura de pasteurización en una planta lechera. Los sistemas MPC requirieron el desarrollo de un modelo de predicción para usar internamente dentro del controlador. Se estableció y validó un modelo de red neuronal artificial (ANN) de la planta. Así, se obtuvo un modelo linealizado alrededor del punto de operación del modelo ANN. Se emplearon los modelos ANN y linealizado para predecir controladores predictivos no lineales y lineales, respectivamente. Se compararon las respuestas de los MPC con el comportamiento de un controlador PID de referencia.
Este documento fue preparado por M.T. Khadir y J.V. Ringwood (School of Electronic Engineering, National University of Ireland, Maynooth, condado Kildare, Irlanda) para la revista Control and Intelligent Systems (Vol. 31, No 1, 2003, 1-8). Se encuentra alojado en la John Ringwood’s Homepage.
HTST Milk Processing: Evaluating the Thermal Lethality inside Plate Heat Exchangers
Procesamiento HTST de leche: evaluación de la letalidad térmica al interior de los intercambiadores de calor de placas
Los intercambiadores de calor de placas son usados considerablemente en la industria lechera para el proceso de pasteurización HTST debido a sus excelentes características térmicas, la buena distribución de flujo y la flexibilidad para su limpieza, desarme y redimensionamiento in situ. Usualmente, el proceso de pasteurización se diseña asumiendo que la inactivación tiene lugar exclusivamente en el interior del tubo de retención (holding tube) a temperatura constante de pasteurización.
En el diseño de los procesos HTST, se desprecia usualmente la letalidad al interior intercambiadores de placas y las pérdidas de calor en el tubo de retención. Así, el proceso térmico es más intenso de lo requerido, llevando a posibles pérdidas sensoriales y en nutrientes. En este estudio se evaluó la letalidad térmica global en la pasteurización de la leche tomando en cuenta la letalidad a través del intercambiador; los resultados se compararon con el caso que considera la letalidad solamente para el tubo de retención.
Este documento fue preparado por J.A.W. Gut, R. Fernandes, C.C. Tadini (Departamento de Engenharia Quimica, EPUSP, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil ) y J.M. Pinto (Department of Chemical and Biological Sciences and Engineering, Polytechnic Institute of New York University, Brooklyn, NY, Estados Unidos) para el ”International Congress on Engineering and Food iCEF9” (Montpellier, Francia, 7-11 de marzo de 2004). Se encuentra alojado en la página web del Laboratório de Engenharia de Alimentos LEA de la EPUSP.
